【正文】 while (!IRIN) //等 IR 變?yōu)楦唠娖? { delay(1)。 //返回 } while (!IRIN) //等 IR 變?yōu)楦唠娖剑^ 9ms 的前導(dǎo)低電平信號。 //將串口數(shù)據(jù)置于小于狀態(tài) } SBUF=RecvData。 //將電機(jī) 2 反向端口置高 ShowPort=LedShowData[4]。 //將前方左側(cè)指示燈置低 (亮 ) break。 //將電機(jī) 1 正向端口置高 M2A=1。 //子程序返回 基于單片機(jī)的智能小車的設(shè)計(jì) 34 } void ControlCar(uchar CarType) //定義小車控制子程序 { M1A=0。 //定義蜂基于單片機(jī)的智能小車的設(shè)計(jì) 33 鳴端口 /*********完成話筒 ,光敏電阻 ,蜂鳴器 .端口定義 **/ sbit IRIN=P3^3。 //定義前主右側(cè)紅外探頭 sbit FontIR=P3^7。 //定義FontIR 狀態(tài)標(biāo)志位 sbit LeftIRState=P1^6。 //定義閃動頻率計(jì)數(shù)變量 unsigned char RunFlag=0。 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)通過搜集相關(guān)資料和撰寫論文對我來說是一次非常難得的鍛煉機(jī)會，可以說已經(jīng)囊括了大學(xué)期間大部分的知識， 從選題到定稿，從理論到實(shí)踐 可以把所學(xué)的專業(yè)知識充分運(yùn)用起來解決具體的問題， 不僅可以鞏固以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識 ，能夠使所學(xué)知識融會貫通。 電機(jī)驅(qū)動調(diào)試 最直接的方法來判斷電機(jī)是否完好就是那一節(jié)干電池做電源，將兩極分別接在直流電機(jī)的兩極，來觀察能否實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，當(dāng)然在接之前最好在直流電機(jī)兩引腳之間接上一個 104 的瓷片電容，這樣做是防止由于電流過大將電機(jī)燒壞。（缺口在芯片或芯片底座的一端）； ○ 7 、數(shù)碼管焊接時注意數(shù)碼管上的小數(shù)點(diǎn)要與電路板封裝上的小數(shù)點(diǎn)對應(yīng)； ○ 8 、 每個電機(jī)都需要焊接瓷片電容 104。這里介紹一下尋跡模塊編寫的一些思路。之后進(jìn)入判斷階段，首先判斷這一幀數(shù)據(jù)中的脈沖個數(shù)，如果脈沖個數(shù)大于 31 個則將數(shù)據(jù)丟棄，如果剛好則判斷接收的脈沖是 0 還是 1，接收完之后將這些數(shù)據(jù)保存起來，再來比對數(shù)據(jù)的對錯，首先比對前導(dǎo)碼是否正確，也就是看一下當(dāng)前遙控器是不是與小車匹配的遙控器，如果都正確之后再來將碼值存起來。 當(dāng)前方無障礙物時，另一個紅外接收探頭則接收不到由發(fā)射頭發(fā)射出來的紅外信號，當(dāng)前方遇到障礙物時，發(fā)射頭 發(fā)出去的紅外信號基于單片機(jī)的智能小車的設(shè)計(jì) 17 被前方障礙物反射回來，此時剛好被接受探頭接收，探頭接收到信號時，將會使其中一個管腳變?yōu)榈碗娖?，再傳送給單片機(jī)；同理小車在判斷前方是否有懸崖時也一樣，當(dāng)前方?jīng)]有出現(xiàn)懸崖時，小車朝下的探頭發(fā)出去的紅外信號就會經(jīng)路面反射，而且只要小車在路面上行駛，那么紅外信號就會一直被反射進(jìn)而被接收，也就會使得單片機(jī)與紅外接收探頭其中一腳相連的管腳一直至 0，當(dāng)前面遇到懸崖時，紅外信號發(fā)射出去之后，由于 紅外接收頭的接收距離有限，就會檢測不到有傳回的紅外信號，此時就會給單片機(jī)一個高電平，單片機(jī)識別之后便會做出相應(yīng)的修 正動作，并給蜂鳴器一個信號，使得蜂鳴器出現(xiàn)報(bào)警提示。這樣就完成了整個小車的尋跡功能。路面檢測模塊分為小車尋黑線的檢測和前方是否有障礙物的檢測兩部分。 圖 LG9110 的實(shí)物圖 特點(diǎn)： ■ 低靜態(tài) 工作電流； ■ 寬電源電壓范圍 ； ■ 每通道 具有 800mA 連續(xù)電流輸出能力； ■ 較低的飽和壓降 ； ■ TTL/CMOS 輸出電平兼容，可直接連接 CPU； ■ 輸出內(nèi)置鉗位二極管，適用于感性負(fù)載 ； ■ 控制和驅(qū)動集成于單片 IC 之中 ； ■ 具備管腳高壓保護(hù)功能； 基于單片機(jī)的智能小車的設(shè)計(jì) 12 圖 LG9110 管腳圖 管腳定義 如表 表 LG9110 的管腳定義 序號 符號 功能 1 OA A 路輸出管腳 2 VCC 電源電壓 3 VCC 電源電壓 4 OB B 路輸出管腳 5 GND 地線 6 IA A 路輸入管腳 7 IB B 路輸入管腳 8 GND 地線 基于單片機(jī)的智能小車的設(shè)計(jì) 13 L9110 電機(jī)驅(qū)動芯片有八個管腳，其中兩個電源管腳和兩個接地管腳，另外有兩個輸入（ IA/IB）、和兩個輸出管腳 (OA/OB),兩個輸出管腳接，電機(jī)的兩極，而兩輸入管腳和單片機(jī)連接，從而控制電機(jī)的狀態(tài)。 傳輸開始 8 位數(shù)據(jù) 傳輸結(jié)束 20 個脈沖 高位在前，低位在后 10 個脈沖 基于單片機(jī)的智能小車的設(shè)計(jì) 9 圖 紅外接收電路 3 腳接電源， 2 腳接地，一腳接單片機(jī)的 （外部中斷 0），當(dāng)有紅外信號輸入時， 1 腳解調(diào)之后將數(shù)據(jù)信息傳送給單片機(jī)引起單片機(jī)中斷，從而對紅外信號進(jìn)行解碼。如圖 所示， A 是二進(jìn)制信號的編碼波形， B 是頻率為 38KHz(周期為 26us) 的連續(xù) 脈沖串， C 是經(jīng)調(diào)制后的間斷脈沖串（相當(dāng)于 C=AB），用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的波形。因?yàn)樵?LG9110 驅(qū)動能力強(qiáng)，成本低廉，操作起來方便，因此本設(shè)計(jì)控制器選用此方 案。 電機(jī)驅(qū)動芯片的選擇 方案一：采用 L298N L298N 為 SGSTHOMSON Microelectronics 所出產(chǎn)的雙全橋步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動芯片 ( Dual FullBridge Driver ) ，內(nèi)部包含 4 信道邏輯驅(qū)動電路，是一種二相 和四相步進(jìn)電機(jī)的專用 驅(qū)動器，可同時驅(qū)動 2 個二相或 1 個四相步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)含二個 HBridge 的高電壓、大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯準(zhǔn)位信號，可驅(qū)動 46V、 2A 以下的步進(jìn)電機(jī)，且可以直接透過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；此芯片可直接由單片機(jī)的 IO 端口來提供模擬時序信號， 但在 智能小車 電路 中 單片機(jī) IO 端口的使用 匱乏。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。設(shè)計(jì)要求如下： ●具有單片機(jī)核心控制模塊； ●具有紅外遙控解碼模塊； ●具有電機(jī)驅(qū)動模塊 ； ●具有 路況檢測 模塊； ●具有光感模塊； ●具有聲控模塊； ●具有 七段數(shù)碼管顯示模塊 ； ●具有報(bào)警模塊； 設(shè)計(jì)方案論證 控制器選擇 方案一：采用 MSP430 單片機(jī) MSP430 是 德州儀器 (TI)的一種 RISC 混合信號處理器 ， MSP430 產(chǎn)品系列為電池供電測量應(yīng)用提供了最終解決方案?，F(xiàn)在國外的自動控制和傳感器技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，特別是日本，比如日本本田制作的機(jī)器人，其仿人雙足行走已經(jīng)做得十分逼真，而且具有一定的學(xué)習(xí)能力，還據(jù)說其智商已達(dá)到 6 歲兒童的水平。而 51 單片機(jī)是單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。在實(shí)時檢測和自動控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個核心部件來使用。 當(dāng)產(chǎn)生信號驅(qū)動小車前進(jìn)時，通過尋跡模塊里的紅外對管是否尋到黑線產(chǎn)生的電平信號再返回到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)程序設(shè)計(jì)要求做出相應(yīng)的判斷送給電機(jī)驅(qū)動模塊 .控制小車讓其在黑線上實(shí)現(xiàn)前進(jìn)后退以及轉(zhuǎn)向。所以立“智能循跡小車”一題作為嘗試。所以在本系統(tǒng)中使用 MSP430 不利于系統(tǒng)的控制。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 方案 三 ：使用分立原件搭建電機(jī)驅(qū)動電路 使用分立原件搭建電機(jī)驅(qū)動電路造價低廉，在大規(guī)模生產(chǎn)中使用廣泛。發(fā)送部分由主芯片將待發(fā)的二進(jìn)制信號編碼調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號紅外信號接收端普遍采用價格便宜，性能可靠的一體化紅外接收頭（如 HS0038，它接收紅外頻率為 38KHz，周期為 26us）接收紅外信號，它同時對信號進(jìn)行放大、檢波、整形，得到 TTL 電平的編碼信號，再送給單片機(jī)，經(jīng)單片 機(jī)解碼并執(zhí)行，去控制相關(guān)對象。 圖 HS0038 解調(diào)出的波形 二進(jìn)制信號的解碼 二進(jìn)制信號的解碼由接收單片機(jī)來完成，它把紅外接收頭送來的二進(jìn)制編碼波形通過解碼，還原 出發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。當(dāng) ~ 輸入為 1001 以及 0110 時，一電機(jī)正轉(zhuǎn)，另一電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了左右轉(zhuǎn)向功能。筆者在該模塊中利用了簡單、應(yīng)用也比較普遍的檢測方法 —— 紅外探測法。小車放在黑色跑道上時，打開電源時，小車前端向下伸出的紅外線發(fā)射探頭發(fā)射紅外線，如果小車在黑線上，小車發(fā)出的紅外線 就遇到黑色時，不產(chǎn)生反射。 同時發(fā)出報(bào)警信號。 程序框圖如圖 所 示 初始化檢測紅外遙控信號是收到紅外遙控信號否對紅外信號進(jìn)行解碼執(zhí)行相關(guān)功能 圖 整體程序框圖 基于單片機(jī)的智能小車的設(shè)計(jì) 19 紅外遙控解碼的實(shí)現(xiàn) 整個控制程序都嵌入到了遙控模塊這一單元里邊，所以紅外遙控的解碼是貫穿整個設(shè)計(jì)的主線，起到了整個系統(tǒng)入口的作用。舉個例子，在編寫前進(jìn)函數(shù)時，為了滿足小車前進(jìn)功能，只需將 — 賦值 1010 就可完成，其他左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)只是改變相應(yīng)— 的碼值則可實(shí)現(xiàn)。圖 為小車尋跡模塊的程序流程圖 基于單片機(jī)的智能小車的設(shè)計(jì) 22 圖 尋跡程序流程圖 小車防撞報(bào)警 主人命令開啟防撞功能 時，小車主程序調(diào)用防撞報(bào)警函數(shù)，在防撞報(bào)警函數(shù)打開時進(jìn)入實(shí)時檢測 腳，當(dāng)前方遇到懸崖或障礙物時，小車內(nèi)部防撞函數(shù)調(diào)用電機(jī)驅(qū)動函數(shù)來調(diào)節(jié)小車行經(jīng)來避免掉入懸崖或撞擊障礙物 ，并觸發(fā)報(bào)警信號引起報(bào)警。小車上電之后將接收頭的 1 號管腳接上示波器， 然后一直按下遙控器上面的按鍵，觀察示波器上面波形，如果能夠發(fā)現(xiàn)有重復(fù)的高低脈沖，但看不清具體的脈沖寬度，則說明紅外線能夠正常接收紅外信號。然后再次燒寫尋跡和防撞報(bào)警程序，并自己建立邊緣為白色，跑道為黑色的實(shí)驗(yàn)臺，觀察小車在自動尋跡功能上是否能正常實(shí)現(xiàn) ，并觀察小車在彎曲跑道上的轉(zhuǎn)向弧度是否合理， 如果不合理則應(yīng)調(diào)節(jié)內(nèi)部延時間。//0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 基于單片機(jī)的智能小車的設(shè)計(jì) 31 uchar code RecvData[]={0x07,0x0A,0x1B,0x1F,0x0C,0x0D,0x0E,0x00,0x0F,0x19}。 //定義 B1狀態(tài)標(biāo)志位 sbit IRState=P1^3。 //定義前方左側(cè)指示燈端口 sbit RightLed=P0^7。 //定義電機(jī) 2 反向端口 /*************完成電機(jī)端口定義 ***************/ sbit B1=P0^4。 i++) {} //14mS 延時 } } void Delay() //定義延時子程序 { uint DelayTime=30000。 //關(guān)閉前方左側(cè)指示燈 RightLed=1。 //將電機(jī) 2 反向端口置高 ShowPort=LedShowData[2]。 //將前方左側(cè)指示燈置低